聚丙烯腈基炭纖維生產(chǎn)過程主要包括丙烯腈聚合、紡絲及后處理、預(yù)氧化炭化三大主要部分。 丙烯腈聚合反應(yīng)是炭纖維生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)，高品質(zhì)的 PAN 是制備優(yōu)質(zhì)炭纖維的前提 。 丙烯腈單體在引發(fā)劑作用下反應(yīng)生成 PAN 聚合溶液，再經(jīng)脫單、脫泡處理成為PAN紡絲溶液。 考量丙烯腈聚合溶液性能的主要指標(biāo)有聚合轉(zhuǎn)化率、 旋轉(zhuǎn)黏度、聚合物分子量及其分布等。 炭纖維產(chǎn)品的高均一性要求對丙烯腈間歇聚合反應(yīng)過程高度重現(xiàn)，因此準(zhǔn)確測試聚合溶液各項(xiàng)指標(biāo)尤為重要。 在丙烯腈聚合反應(yīng)期間及后續(xù)的脫單、脫泡處理過程中，生產(chǎn)企業(yè)第一時(shí)間需要準(zhǔn)確測試物料的旋轉(zhuǎn)黏度，以便及時(shí)調(diào)整聚合及紡絲工藝。目前國內(nèi)PAN原絲生產(chǎn)廠家一般采用指針式旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測試聚合液及紡絲液的旋轉(zhuǎn)黏度，在測試過程中，根據(jù)指針擺動(dòng)范圍，取中間值作為測試值。因此，采用指針式黏度計(jì)測試高黏度物料， 測試誤差較大，不利于指導(dǎo)生產(chǎn)。 而采用數(shù)字式黏度計(jì)可以準(zhǔn)確測量出物料的黏度值，測試結(jié)果相對準(zhǔn)確。
1 儀器
指針式黏度計(jì)NDJ-79， 上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司生產(chǎn)；數(shù)字式黏度計(jì) LVDV-S，美國博勒飛公司生產(chǎn)；恒溫水浴 PANGRUICH， 上海方瑞儀器有限公司生產(chǎn)。
上海昌吉NDJ-79型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)
2 對比測試
采用指針式和數(shù)字式黏度計(jì)對脫泡后紡絲溶液進(jìn)行旋轉(zhuǎn)黏度連續(xù)測試，測試結(jié)果見圖1。從圖1可以看出，采用數(shù)字式黏度計(jì)測試聚合溶液的旋轉(zhuǎn)黏度準(zhǔn)確性較高，生產(chǎn)指導(dǎo)性較強(qiáng)。
圖1數(shù)字式黏度計(jì)與指針式黏度計(jì)測試脫泡溶液黏度對比
3 結(jié)論
(1）對于聚合反應(yīng)中物料，其黏度測試應(yīng)在料筒通入恒溫?zé)崴_(dá)到恒定溫度后15min讀數(shù)；
(2）對于聚合反應(yīng)后物料，黏度測試應(yīng)在料筒通入恒溫?zé)崴_(dá)到恒定溫度20min時(shí)讀數(shù)；
(3）對于紡絲溶液，黏度測試應(yīng)在料筒通入恒溫熱水達(dá)到恒定溫度20min后讀數(shù)；
(4）與指針式黏度計(jì)相比，數(shù)字式黏度計(jì)測量聚合溶液及紡絲溶液旋轉(zhuǎn)黏度的準(zhǔn)確性較高。 在穩(wěn)定區(qū)間內(nèi)，數(shù)字式黏度計(jì)測量值變化范圍在500mPa· s以內(nèi)，生產(chǎn)指導(dǎo)意義較強(qiáng)。
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